电子节气门在汽车中的应用

罗　鹰，冒兴峰，钱　辉

（南通理工学院 汽车工程学院，江苏 南通　226002）

电子节气门在汽车中的应用

罗鹰，冒兴峰，钱辉

（南通理工学院 汽车工程学院，江苏 南通226002）

由于时代科技发展的快速，目前汽车已经放弃传统的拉锁式直接控制的节气门，全部采用电子元件传感器提供信息给电脑ECU来控制电机来实现节气门的开启和关闭，这种形式的电子节气门在现实使用中能够使汽车结构更加紧凑合理。文章通过对电子节气门的构造以及工作原理的介绍，结合平时的学习和积累的经验，对电子节气门在发动机中的应用所出现的常见故障进行分析，从而判断故障点和确定维修方法。

电子节气门；节气门控制；节气门故障诊断

在节气门体上安装一个驱动电机，通过ECU来控制电机，从而实施对节气门开度的大小进行控制。现在几乎所有的汽车都已经发放弃老式的拉锁式的节气门，都采用了电子节气门，同时油门踏板也采用电子化设计，减少了繁琐的机械操控。它比传统式节气门增加了位置传感器、电动机和电子控制单元，对节气门进行精确开度的控制，提高了汽车的使用寿命，减少燃油的消耗，更加经济，同时也减少了有害气体的排放，国内汽车也能达到国5标准。对节气门的开启速度得到提升，可以得到更好的操控性能，在车辆怠速时更加平稳。

1　电子节气门控制单元

电子节气门控制单元的基本结构，如图1所示。

（1）电子油门踏板 电子油门就相当于一个位置传感器，它能够将驾驶员的意愿反应给ECU，再通过ECU来控制节气门开度。油门踏板控制单元将这一变化转化为电压的形式传输到ECU电控单元，然后将这一信号给电子节气门的电机，从而对节气门的开度大小进行控制。这两个传感器在电路连接采用的是反向连接，这两个传感器为了加速和减速而设计的。这两个传感器共用一个电源和一个搭铁线，但是采用反向连接，当加速或减速时一个工作另一个不工作（不会产生矛盾）。

（2）ECU电脑是用来接收和发出信号的元件，通过节气门位置传感器反馈一个信号来控制喷油量，得到了最终数值后就向节气门控制单元输送控制信号，使发动机的燃耗更加充分，也会考虑调整其他信号：空调信号、转向信号、电子巡航系统等，得出最终的转矩数值。

（3）节气门控制单元。插头是由6个针脚组成：1根正极线提供电源、2个信号线（节气门位置信号输出线和反馈线），1根搭铁线，驱动电机的正、负极线，如图2所示。

图2　节气门控制系统电路图

（4）机驱动装置有步进电机和直流电机二种类型。步进电机控制精确度高，定位准确，但是由于步进电机采用的是齿轮角度来控制的，它的角度范围很大，就会导致工作时反应会有所延迟，所以现代汽车基本采用的是直流电机。直流电动机是小齿轮带动大齿轮的减速工作原理来实施对节气门门板的开度控制。

（5）开关信号。一个是制动开关，当踩下刹车后就会将这一信号反馈个电脑，电脑就会提供一个关闭信号给节气门驱动电机关闭门板，默认为怠速状态。离合器踏板开关信号向电控系统提供切断动力信号，离合器踏板踏下后，发动机就会和变速器分离，如果没有这个信号，这时发动机的扭矩下降而它的供气、供油量不变。这一信号开关就是将发动机默认为怠速状态，停止对转矩的控制。

（6）发动机故障指示灯。在打开点火开关2挡时，发动机故障指示灯会常亮。启动后，若无故障3s后熄灭。当节气门电控系统出现当前存在的故障时，仪表上的发动机故障指示灯点亮，提示驾驶人员需要尽快检查，并且可以将故障码储存在电脑中，以便维修人员修理。

2　电子节气门常见故障

（1）传感器滑片与电阻接触不良。传感器接头有腐蚀，接触不良，就会出现电压偏低或者短路等现象。

（2）怠速游车。当节气门位置传感器出现故障时，EUC就不能接受到节气门的开度信号，系统就会默认一个开度值进行对喷油量的一个控制，就会导致混合气过稀或者过浓，从而就会出现怠速时游车现象。如果某一样介质高于最大值时，还会出现启动困难或者启动后怠速过低导致熄火。

（3）起步发闯。由于节气门体内容易产生积碳或者油泥，就会导致镀膜失效，从而阻值就会发生变化，造成输出信号的电压不准确，车辆在起步时就会出现起步发闯，严重的话还会出现熄火的现象。

（4）节气门堵塞或者门板处积炭过多。发动机在正常运转时，油底壳里的废气是肯定有的，尤其是使用低端的机油。曲轴箱废气系统有一部分是和节气门是连接到一起的，废气就可能从那小孔回穿到节气门前。当发动机在高速运转时，机油温度十分高，机油废气就会从气门处窜到进气歧管，然后到达节气门体内。在怠速下，这些废气在进入进气道时会逐渐降温直至最后温度过低，机油废气就会液化最终变成油膜沉积在节气门里。由于油膜具有吸附作用，在进气的时候难免有杂质会进入，导致节气门堵塞。

3　电子节气门故障分析

（1）故障分析一：一辆朗逸轿车在等待红路灯时，车辆怠速不稳定，出现游车现象，转速最低达到300r/min，最高达到1200r/min，有时还会出现熄火的现象。重新启动发动机后，发现仪表台上的EPC灯常亮。初步判断是燃油管堵塞或者泄露，环车检查后并没有闻到汽油味，用燃油压力表检测后压力正常，喷油嘴也正常，燃油供给系统无故障；检查进气软管和真空管，均无漏气、堵塞现象。用故障诊断仪检测，发现存在一个故障代码，节气门增压器压力过低（静态，当前存在）。检查增压空气软管是否存在脱落、损坏导致漏气而使压力过低。经检查软管连接处正常，没有出现脱落、破损的现象。排除增压软管出现的问题。观察数据流发现空气流量传感器的数据与节气门的数据不能匹配，节气门的开度在2°～4°之间时，进气流量在9g/s，就会出现节气门增压器压力过低。当空气流量传感器检测到进气量增到，而增压压力传感器检测到的压力并没有随着进气压力的增加而增加，故障产生，ECU就会储存当前存在的故障代码。据分析，出现这种故障可能是节气门本身损坏，使过多的增压空气进到进气歧管道中。拆下节气门前的进气软管后，轻轻地用手推动门板，发现门板与节气门体之间的间隙过大，节气门内部因进机油导致损坏，节气门需要更换。更换好新的节气门后对节气门进行校准，重置匹配后启动发动机，故障现象消失，用检测仪检测，故障代码当前不存在，清除故障码，故障灯熄灭，发动机状况正常。

（2）故障分析二：车辆在正常行驶过程中，有时松下油门踏板后，车速没有下降，有时踩下踏板，车速没有上升。初步怀疑是油门踏板损坏，打开点火开关2档，踩下油门踏板，节气门可以打开，但有时会卡死。油门踏板正常，故障锁定踏板位置传感器。用故障诊断仪检测并没有发现关于油门踏板传感器的故障代码，油门踏板传感器没有故障。然后检查节气门插头是否损坏。检查后发现插头无松旷，线路正常。拆下节气门，推动门板，推到一定位置时节气门卡死。拆开节气门体后发现步进电机齿轮损坏，导致节气门开度到一定值时会卡死。由于节气门和电机是一体的，拆解后不能再组装，就更换了新的节气门，启动发动机，来回踩下油门踏板几次，没有出现卡死现象，发动机运行正常。

Application of Electronic Throttle in Automobile

LUO Ying，MAO Xing-feng，QIAN Hui
（Automotive Engineering School，Nantong Technology Institute，Nantong，Jiangsu 226002，China）

Due to the rapid development of modern science and technology，the current car have given up the traditional zipper type direct control of the throttle，and used electronic sensors to provide information to computer ECU to control the motor to achieve the throttle opening and closing，which can make cars with more compact and reasonable structure.Through introduction of the electronic throttle control structure and the work principle，combined with the usual of learning and the accumulation of experience，the paper analyzes common breakdown of electronic throttle in engine application so as to judge fault point and determine the maintenance method.

electronic throttle；throttle common fault；throttle fault diagnosis

U463.6

A

2095-980X（2016）07-0020-02

2016-06-17

罗鹰（1972-），男，江苏南通人，讲师，主要研究方向：汽车工程。